主要由打结指直齿轮19和打结指动力轴20组成。打结指直齿轮19与齿条8啮合，且打结指动力轴20与打结装置连接，通过打结指直齿轮19将齿条8上的打结动力传输至打结装置进行打结作业。
[0022]绕线装置主要由绕线器13、割刀14和控制弹簧15组成。绕线器13与绕线器动力轴11连接，由绕线器动力轴11驱动绕线器13旋转作业，绕线器13上设置有绕线针，绕线针辅助绕线器13将捆绳钩住并缠绕至绕线器13中。割刀14设置于绕线器13背离绕线针一侧，用于将打结或脱扣作业完成后的捆绳割断。控制弹簧15设置于绕线器13的末端，通过调节压控制弹簧15的张紧度控制绕线器上捆绳缠绕的紧实度。
[0023]打结装置主要由打结舌17、打结指16和打结压板18组成。打结指16与绕线器13平行布置，且打结舌17与打结指16通过铰接方式连接，打结指16与打结指动力轴20相连，由打结指动力轴20驱动打结指16旋转作业，缠绕捆绳。打结压板18固定于打结固定架12，打结压板18的下端与打结舌17背离打结指16的一端浮动连接，打结压板18通过控制打结舌17上下浮动实现打结指16与打结舌17张开与闭合的大小，进而实现捆绳的打结与脱扣作业。
[0024]基于仿生原理的打结机构的工作过程为:
[0025]工作时，在送绳机构的作用下，捆绳经打结指16和打结舌17的上表面送至绕线器13的运动轨迹上，并通过绕线器13上的绕线针钩住捆绳。此时，动力传输轴I将动力传递给锥齿轮圆盘3，动力传输轴I每转动一周，带动锥齿轮圆盘3转动一周；与此同时，锥齿轮圆盘3通过锥直齿轮轴5带动与之啮合的直齿轮6同步转动。由于直齿轮6、打结指直齿轮19和绕线器直齿轮10共用一条齿轮，直齿轮6通过带动齿条8转动一周，带动打结指直齿轮19和绕线器直齿轮10同步旋转一周。此时，绕线器13和打结舌17与打结指16上的捆绳在绕线驱动装置和打结驱动装置的驱动作用下将捆绳绕各自各缠绕一周。在旋转过程中，打结舌17相对于打结指16为闭合状态，由于打结压板18的下端与打结舌17背离打结指16的一端浮动连接，当捆绳绕打结指16缠绕一周时，在打结压板18的作用下，打结舌17相对于打结指16程张开状态，打结指16与打结舌17配合作用将位于打结装置和绕线装置之间的捆绳咬住。此时，捆绳将在打捆后秸杆的拉动作用下被拉出并脱离打结指16，打结装置即将完成打结时，通过割刀14配合将绕制与绕制装置上的捆绳割断。齿条8在齿条压缩弹簧9的弹力推动作用下恢复至初始位置，打结驱动装置和绕线驱动装置驱动打结装置和绕线装置复位，至此，秸杆打捆打结作业完成，打捆后的秸杆离开打结机构，打结机构准备进行下一次的秸杆打捆打结作业。
[0026]在秸杆打捆打结作业中，打结装置的运动可分解为两个运动的合成，一是由打结指动力轴20驱动打结指16的旋转作业，将送绳机构送至于打结指16表面的捆绳缠绕至打结指16和打结舌17，完成捆绳的缠绕作业；二是打结舌17通过与打结压板18的下端浮动连接，打结压板18通过控制打结舌17上下浮动实现打结指16与打结舌17张开与闭合的大小，实现捆绳的打结与脱扣作业。
[0027]本领域技术人员可理解附图只为一个优选的实施例的示意图，附图中的结构与组成并不一定是实施本发明所必须的。
[0028]最后应说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.基于仿生原理的打结机构，主要由固定架、打结固定架、绕线装置、打结装置、打结驱动装置、绕线驱动装置和动力传输装置组成，动力传输装置设置于固定架且与打结驱动装置和绕线驱动装置连接，打结驱动装置与打结装置连接，绕线驱动装置与绕线装置连接，绕线装置与打结装置平行设置，其特征在于:所述动力传输装置包括动力传输轴、锥齿轮圆盘、锥齿轮、锥直齿轮轴、直齿轮、齿条、齿条固定板和齿条压缩弹簧，所述动力传输轴和锥齿轮圆盘与固定架固定连接，且动力传输轴设置于锥齿轮圆盘的中间，通过动力传输轴将动力传输至锥齿轮圆盘；锥齿轮与锥齿轮圆盘啮合，并设置于固定架与打结固定架的结合部，且锥齿轮与锥齿轮圆盘的齿数相同；锥直齿轮轴一端与锥齿轮连接，锥直齿轮轴背离锥齿轮一端与直齿轮相连；直齿轮与设置于齿条固定板上的齿条啮合，且直齿轮与绕线驱动装置、打结驱动装置共用一条齿条，由直齿轮通过齿条驱动绕线驱动装置和打结驱动装置进行绕线和打结作业；齿条固定板的一端设有用于对齿条进行复位的齿条压缩弹簧。
2.根据权利要求1所述的基于仿生原理的打结机构，其特征在于:所述绕线驱动装置主要由绕线器直齿轮和绕线器动力轴组成；绕线器直齿轮与齿条啮合，且绕线器动力轴与绕线装置连接，通过绕线器直齿轮将齿条上的绕线动力传输至绕线装置进行绕线作业。
3.根据权利要求2所述的基于仿生原理的打结机构，其特征在于:所述绕线装置主要由绕线器、割刀和控制弹簧组成；绕线器与绕线器动力轴连接，由绕线器动力轴驱动绕线器旋转作业，绕线器上设置有绕线针，绕线针辅助绕线器将捆绳钩住并缠绕至绕线器中；割刀设置于绕线器背离绕线针一侧，用于将打结或脱扣作业完成后的捆绳割断；控制弹簧设置于绕线器的末端，调节控制弹簧的张紧度控制绕线器上捆绳缠绕的紧实度。
4.根据权利要求2所述的基于仿生原理的打结机构，其特征在于:所述打结驱动装置主要由打结指直齿轮和打结指动力轴组成；打结指直齿轮与齿条啮合，且打结指动力轴与打结装置连接，通过打结指直齿轮将齿条上的打结动力传输至打结装置进行打结作业。
5.根据权利要求4所述的基于仿生原理的打结机构，其特征在于:所述打结装置主要由打结舌、打结指和打结压板组成；打结舌与打结指通过铰接方式连接，打结指与打结指动力轴相连，由打结指动力轴驱动打结指旋转作业，缠绕捆绳；打结压板固定于打结固定架，打结压板的下端与打结舌背离打结指的一端浮动连接，打结压板通过控制打结舌上下浮动实现打结指与打结舌张开与闭合的大小。
【专利摘要】本发明涉及一种基于仿生原理的打结机构，主要由固定架、打结固定架、绕线装置、打结装置、打结驱动装置、绕线驱动装置和动力传输装置组成。绕线装置和打结装置平行设置，保证动力传输稳定性，通过两者与送绳机构的协调配合，提高打结成功率；动力传输装置采用多路线动力传输机构，通过锥齿轮圆盘与锥齿轮传动、锥齿轮与直齿轮传动、齿条与绕线器直齿轮和打结指直齿轮传动，传动实现动力传输的多路线动力的间歇性、同步传动；打结装置的打结舌与打结指铰接，打结压板控制打结指与打结舌张开与闭合的大小，进而实现捆绳的打结与脱扣作业。该打结机构基于仿生原理，实现对秸秆的整秆打捆作业，大大提高秸秆打捆打结效率，降低农业用工成本。
【IPC分类】A01D59-04
【公开号】CN104838810
【申请号】CN201510187140
【发明人】刘涛, 王东伟, 田连祥, 佟庆坦, 张婷婷, 刘晓蛟, 张甜甜
【申请人】青岛农业大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月20日